對應用于化工與制藥行業的干式真空技術分析

周偉 吳超 余奧

摘 ? 要：近年來，科學技術不斷發展，化工與制藥等傳統行業也得到了全面的發展，真空技術的應用領域日益擴大，工藝也逐漸復雜。針對化工與制藥行業的干式真空技術進行研究，在簡單了解干式真空技術的工作原理后，深入分析這一技術在實際應用中的優勢特點，并且從化工行業和制藥行業兩個方面入手，深入分析這一技術的具體應用效果，以供參考。

關鍵詞：化工與制藥行業;干式真空技術;應用效果;應用特點

在化工與制藥行業發展過程中，如果真空度達不到理想值，不僅會降低工藝質量，還會給工藝生產的經濟效益帶來負面影響。如果想要切實保證真空系統的安全運行，就要從化學機理的角度進行分析，引入干式真空技術，研發出多種不同的干式真空泵，以此讓其在化工和制藥等行業中的應用效果得到進一步提升。

1 ? ?干式真空技術的工作原理

真空應用領域不斷擴大，抽氣工藝的復雜水平也在逐漸提升，真空泵作為其中的核心工藝，必須要保證其研制和生產工作的穩定進行。干式真空技術主要借助齒輪、轉子等設備完成氣體排出工作，需要注意的是，兩個轉子之間、轉子和泵體之間互不銜接，有一定的間距，在轉子旋轉的過程中，被壓縮的部分氣體也會返回到氣腔，降低真空泵的壓縮比，避免氣體在實際應用過程中出現溫度升高的情況。比如，烷基苯廠中的烷基化裝置就采用了干式真空技術，通過3組真空泵進行真空處理，其中，兩臺由羅茨真空泵進行控制，另一臺由爪式干式真空泵進行控制。需要注意的是，在真空泵組中要選擇液壓聯軸節，從根本上讓電動機和抽氣系統之間產生傳動作用。如果壓力較低，那么還要有意識地避免電動機過熱或者過載，切實保證泵達到額定轉速，讓其緩慢運行。需要注意不同真空泵的性能不同。以羅茨真空泵為例，作為容積式轉子泵，不僅壓縮比較小，而且整體工作效率高，可以在短時間內達到最大的抽氣速率。比如某企業將羅茨真空泵和爪式干式真空泵進行組合使用，相互彌補，抽氣效率可以提高60%。目前國內在干式真空技術上的研究還需要進一步深入，雖然已經進入了高速發展階段，但是想要讓干式真空技術和真空泵更好地應對各種不同的應用流程，還要將大量的新技術、新手段應用其中，以此進一步提高應用水平。

2 ? ?干式真空技術的發展現狀

干式真空技術和干式真空泵系統自提出后，就在能源、化工、制藥等行業中得到應用，在此之前，大部分真空行業都是將油、水或者其他聚合物當作工作介質，充分發揮冷卻、密封、潤滑等作用，在實際應用過程中會對有關零部件產生嚴重的負面影響，而干式真空技術和干式真空泵系統可以完全避免這一問題，降低系統的復雜程度，根據實際應用情況選擇合適的干式真空技術和干式真空泵系統，充分發揮出實際應用效果。首先，增強了泵的可靠性;其次，降低了生產的污染程度;再次，降低了泵的使用成本;最后，提高了泵的穩定性。

從目前情況來看，干式真空技術和干式真空泵系統主要應用在4種工業生產過程中，分別為滾動噴涂行業、冶金和熱處理應用領域、汽車生產、質譜儀系列產品生產。大部分是化工和制藥公司利用干式真空技術和干式真空泵系統進行生產，更好地確保精度，消除污染因素。雖然干式真空技術和干式真空泵系統可靠、耐磨、易于維護，在實際應用過程中，還需要注意相應的應用條件，規避影響因素，確保相關設備正常、穩定運行[1]。

3 ? ?干式真空技術的應用特點

真空泵作為干式真空技術中的核心關鍵，在一般情況下，具有環保節能、耐腐蝕、全封閉防泄漏等性能，在一些特殊場合中，還要具備10 s量級內達到中高真空且能夠反復充氣的能力。為了更好地驗證干式真空技術的優勢，將其和蒸汽抽真空技術進行對比分析。

首先，從能耗的角度入手。蒸汽抽真空技術在實際應用中需要消耗大量的循環水，蒸汽量較大。干式真空技術主要是真空泵的電耗，通過設計運行對比會發現，采用蒸汽抽真空技術能耗是干式真空技術的11倍，經過改造后，年運費至少可以減少395.23萬元。

其次，從腐蝕的角度入手。蒸汽抽真空技術在實際應用中會產生微量的氟化氫溶于蒸汽冷凝水中，非常容易對蒸汽噴射泵、冷凝冷卻器以及管道等系統產生腐蝕，在嚴重的情況下還會導致設備出現泄露，影響破壞塔的真空度，還會對產品質量、生產效率、操作穩定性造成威脅[2]。根據實際調查可以發現，此類事件在使用蒸汽抽真空技術的企業中時有發生，給企業的正常生產帶來嚴重威脅。干式真空技術并不會產生冷凝水，也就不會出現氟化氫腐蝕問題，比如，烷基苯廠可以對干式真空技術進行改造，在改造過程中可利用氮氣正壓對軸封進行全面的保護，在此基礎上減輕氟化氫對抽真空系統設備的影響。

最后，從成本的角度入手。蒸汽抽真空技術在實際應用的過程中需要用到的設備較多，占地面積較大，結構之間存在冗余，總投資額較大。干式真空技術需要的設備較少，占地面積小、結構緊湊，相比之下整體效果更優，比如，某企業采用蒸汽抽真空技術進行生產，需要準備3臺冷卻器、3臺抽真空設備、一臺污水罐，其中，冷卻器的直徑為1 225 mm，抽真空設備還含有一些較大的零部件設備。在改用干式真空技術后，雖然在原有基礎上額外增加了兩臺污水罐，但占地面積明顯縮小，其中，冷卻器的直徑僅為400 mm，抽真空設備為撬裝，一共只需要投資314萬元，成本明顯降低。

4 ? ?干式真空技術在化工與制藥行業中的應用

干式真空技術在實際應用中具有非常重要的作用，尤其是將其應用在化工和制藥行業中。只要設備穩定運行就能保證工作量。根據實際統計結果來看，3個塔頂殘壓可穩定在1～5 kPa內，真空度的可調性、穩定性都能夠得到滿足，生產工作穩定進行。

4.1 ?干式真空技術在化工行業中的應用

干式真空技術在化工行業中的應用，不僅可以減低環保壓力，也能夠提高化工行業的經濟效益。本研究以干式真空泵回收環氧丙烷的運行為例，對有關數據進一步進行分析。在實際應用前，還要簡單了解干式真空泵的運行情況，在應用前，環氧丙烷的回收率為51 kg，而理論上回收率為255 kg，雖然經過工藝改造后，回收率有了一定的提高，但也只是在理論值的25%左右。主要原因在于出現水分指標較高、換熱面積利用不足、冷凍液溫度不夠等問題，導致無法及時進行冷凝、氣相損耗，最終造成環氧丙烷回收量不足的情況。想要解決這一問題，就要充分考慮到實際應用情況和損耗數據，選擇干式真空泵進行回收，根據應用情況來看，可以回收環氧丙烷198 t，但還需要進行總結，并且對后續的運行方案進行分析。

在處理化工企業生產過程中產生的工業污泥時可以利用干式真空技術和干式真空泵系統，首先，對這些污泥進行無害化處理，其次，再對其進行固化、穩定化處理，最后，考慮這些污泥的綜合利用[3]。相比其他技術而言，干式真空技術和干式真空泵系統對經濟性的要求并不高，因此可以得到廣泛推廣。目前市面上，很多企業都利用這一技術系統進行污泥干燥處理，切實提高了工藝水平，不僅從根本上解決了污泥的運輸、轉化、尾氣處理等問題，同時也提高了處理效率。雖然某些部分還存在問題，但在實際運行過程中，會不斷地改進和優化。

4.2 ?干式真空技術在制藥行業中的應用

除了在化工行業得到廣泛應用之外，干式真空技術在制藥行業中的應用也得到了各界的重視。以BOC愛德華為例，作為世界上著名的化工和制藥企業，其行業水平已經居于世界的前列。該企業在開展制藥及化工產品生產活動中，安裝了大量干式真空泵系統，不僅制造效率到達最高，成本效益也得到了全面的提高。目前，該技術已經在國內得到全面的發展。比如BOC愛德華在實際生產過程中會形成大量的廢氣和污染油，為了對其進行有效的處理，該企業就采用了干式真空技術，使這一問題得到了合理的解釋，在不損害任何物質性能的情況下順利通過檢驗。可以一次性處理大量溶劑以及酸性氣體，尤其是在生產過程中產生的氯化氫和氨氣，如果得不到有效處理，那么會對后續的生產造成負面影響，對于生產設備而言，還會帶來腐蝕危險。在使用干式真空技術后，利用干式真空泵系統就能夠避免在泵恢復之前，油吸收污染物，將性能惡化的情況降到最少，而且縮短過程時間，成功消除這個問題。除此之外，利用干式真空技術和干式真空泵系統后，也能夠切實滿足客戶要求的真空條件，尤其是熱敏的溴化和氯化產品都可以順利地完成干燥過程。最為重要的是，干式真空技術和干式真空泵系統的應用，可以讓一些過去無法生產的新藥品得到生產，推動化工和制藥行業水平進入全新的發展階段[4]。

新時期，干式真空技術和干式真空泵系統都得到了進一步發展，市場上出現了新一代干式泵系統，相比老式系統而言，靈活性和可靠性都得到了大幅度提高，讓化工和制藥企業的生產產量和工廠的整體效率得到根本上的提高。以以色列的一個溴化工廠為例，該企業過去采用液環泵和蒸汽噴射，應用了干式真空技術和干式真空泵系統，可以更好地控制蒸餾工藝，切實提高了產品質量，降低了生產成本，讓經濟利潤得到了提高。

5 ? ?結語

分析可知，加強干式真空技術的研發，可以讓真空泵的水平得到真正的提升，讓產品的可靠性得到提高，但設計理論還需要進一步強化。以目前幾種典型的工藝為例，均要求真空泵具有較強的耐熱性、穩定性，同時要具有低成本、低噪音、易清潔等特質。因此，還要從化工和制藥行業的實際需求入手，進一步研究不同的設計要求，以此滿足國家發展現狀。

[參考文獻]

[1]吳聲曉.干式真空機組在C8苯乙烯抽提裝置真空系統中的應用[J].化工管理，2019（19）：163-164.

[2]陳 ?凌，劉先斌，張賢明，等.干式稀油密封煤氣柜密封油聚結-真空聯合脫水工藝探討[J].應用化工，2019，48（6）：1 292-1 294，1 300.

[3]許路寶.干式真空泵回收環氧丙烷的應用[J].中國石油和化工標準與質量，2018，38（23）：129-130.

[4]張遠深，盧玉星，范超超，等.干式螺桿真空泵轉子熱力耦合分析與冷卻系統優化[J].液壓氣動與密封，2019，39（2）：49-53.